చక్కెరలు

thumb|గ్లూకోజ్ టాబ్లెట్లు
చక్కెర (Sugar) అనే మాటని సూక్ష్మమైన తేడా ఉన్న రెండు విభిన్న అర్దాలతో వాడతారు. ఒకటి, మనం బజారులో కొనుక్కుని వంటకాలలో వాడుకునే దృష్టితో. ఈ కోణంలో కావలిస్తే చక్కెర అన్న పేజీకి వెళ్ళండి. రెండు, చక్కెర అనే మాటని జీవరసాయన శాస్త్రంలో (biochemistry) మరొక కోణంలో వాడతారు. ఈ పేజీలో ఈ వ్యాసం ఈ దృష్టితో చదవాలి.

ఈ పేజీలో గ్లూకోస్, ఫ్రక్టోస్, సుక్రోస్, మాల్టోస్, లాక్టోస్, మొదలైన కర్బనోదకాలు ( లేదా, కార్బోహైడ్రేట్ లు) లేదా పిండి పదార్ధాలు అన్న దృష్టిలో చర్చ జరుగుతుంది. మామూలు చక్కెరను సుక్రోస్ అంటారు. స్ఫటికాల రూపంలో స్వచ్ఛంగా ఉన్నప్పుడు తెల్లగా ఉంటాయి. ఇవి తొందరగా శరీరానికి శక్తిని చేకూర్చేవి.
చక్కెర చరిత్ర

శర్కర అన్నది ప్రకృతి, చక్కెర అన్నది వికృతి. సంస్కృత పదమైన శర్కర నుండి పారశీక భాషలోకి షేఖర్ గా వెళ్లింది. అక్కడ నుండి అరబ్బీలో “సుక్కర్”గా అవతరించింది. ఇందులోంచి ఇంగ్లీషు మాట “షుగర్” (sugar) వచ్చింది.

శర్కరని మలయాళంలో చక్కర అంటారు. ఈ మాట బుడతగీచులు విని, సరిగ్గా పలకలేక, వాళ్ల భాషలో ఖగర (xagara) అన్నారు. క్రమేపీ అది జగర అయింది. అందులోంచే ఇంగ్లీషు మాట “జాగరీ” (jaggery) పుట్టింది. ఈ మాటని ఇప్పుడు మనం, మన దేశంలో, బెల్లానికి వాడుతున్నాం.

చక్కెర అని కొందరంటే పంచదార అని కొందరంటారు. చీనీ అని హిందుస్తానీ వారు అంటారు. ఈ చీనీ అన్న మాటని బట్టి ఈ పదార్థం మన దేశానికి ఛైనా నుండి వచ్చిందనడానికి వీలు లేదు. చెరకు మొక్క స్వస్థలం దక్షిణ ఆసియా. కాని చెరకు ప్రస్తావన క్రీ. పూ. 8 వ శతాబ్దపు ఛైనా పుస్తకాలలో మొట్ట మొదట కనిపిస్తుంది. అందులో చెరకు భారత దేశానికి చెందినదని నిర్ద్వందంగా రాసి ఉందిట.

పటికపంచదార, అంటే రూఢ్యార్థం స్పటికాల రూపంలో ఉన్న పంచదార, లేదా ఇంగ్లీషులో క్రిస్టల్లైజ్డ్ షుగర్ (crystallized sugar). దీనిని సంస్కృతంలో “ఖండ” అంటారు. అంటే ముక్కలుగా ఉన్న చక్కెర అని భావం. ఈ “ఖండ” శబ్దం నుండే ఇంగ్లీషు మాట “కేండీ” (candy) వచ్చింది.

భారతదేశంలో పంచదార, బెల్లం అనాది నుండి వాడుకలో ఉన్న వస్తువులే. బెల్లం, గుడం, చక్కెర, పంచదార, శర్కర - వీటిల్లో ఏ పేరు పెట్టి పిలచినా వీటన్నిటికీ మొదట్లో మూలాధారం చెరకు మొక్కే. అలగ్జాండరు భారతదేశపు పొలిమేరలకి వచ్చిన తరువాతే మొట్టమొదటిసారి చెరకు మొక్కని చూసేడుట. చూసి, దీనికి తీపి వెదురు అని పేరు పెట్టేడుట. మన అదృష్టం బాగుండి పోయి మనవాళ్లు చెరకుని “స్వీట్ బేంబూ” అనడం లేదు; ఏదో గుడ్డిలో మెల్ల. తమాషా ఏమిటంటే చెరకు నుండి బెల్లం, పంచదార చెయ్యవచ్చనే విషయం తెలియక పూర్వం పాశ్చాత్యులు తీపికి ఒక్క తేనె మీదనే ఆధారపడేవారట; తీపి వస్తువు మరొకటి వాళ్లకి తెలియదుట. దరిమిలా పాశ్చాత్యులు బీటు దుంపలని పండించి, వాటి నుండి పంచదార చెయ్యడం నేర్చుకున్నారు. ఏది ఏమయినా చెరకు నుండి చేసిన పంచదారదే పైచేయి.

రకరకాల చక్కెరలు

శర్కర, చక్కెర, పంచదార మొదలైన పేర్లన్నీ మనలాంటి సామాన్యులు వాడుకునే మాటలు. ఆధునిక రసాయనులు రంగం లోకి దిగిన తరువాత మనం రోజూ వంటలలోనూ, వార్పులలోనూ, వాడుకునే పంచదార రకరకాల చక్కెరలలో ఒక రకం మాత్రమే అన్నారు. అంటే పంచదార ఒక రకం చక్కెర అన్నారు. పళ్లకి తీపినిచ్చేది మరొక రకం చక్కెర అన్నారు. గ్లూకోజు బిస్కత్తులలో ఉండే తీపి మరొక రకం చక్కెరది అన్నారు. తేనెలో ఉన్నది ఇంకో రకం. సైన్సు దృష్టిలో “చక్కెర” అన్న పదం ఒక జాతిని చెబుతుంది. ఈ జాతిలో అనేక రకాల చక్కెరలు ఉండొచ్చు. ఉదాహరణకి గ్లూకోజు ఒక రకం చక్కెర. గేలక్టోజు మరో రకం చక్కెర. ఈ రెండూ నోట్లో వేసుకుంటే తియ్యగానే ఉంటాయి. మరి వీటికి విడివిడిగా రెండు పేర్లు ఎందుకు?

ఇలాంటి ప్రశ్నలు పుట్టినప్పుడు రసాయన శాస్త్రవేత్తలు ముందుగా పరిశీలనలో ఉన్న పదార్థాల నిర్మాణక్రమాలు అధ్యయనం చేసి చూస్తారు. నిర్మాణక్రమం (structural formula) అంటే ఒక పదార్థపు బణువులో ఉన్న అణువుల అమరిక. గ్లూకోజునీ, గేలక్టోజునీ విశ్లేషించి చూడగా వాటి నిర్మాణక్రమాలు బొమ్మలో ఉన్నట్లు అర్థం అయింది.
thumb|center|100px-D-glucose-chain-2D
thumb|center|DL-Galactose_num

బొమ్మ 1 గ్లూకోజు, గేలక్టోజు అనే చక్కెరల నిర్మాణక్రమాలు

జినీవా ఒప్పందం ప్రకారం చక్కెర జాతి పేర్లు అన్నీ “ఓజు” (-ose) శబ్దంతో అంతం అవాలి. గ్రీకు భాషలో “గ్లక్” అంటే తియ్యని అని అర్థం కనుక గ్లూకోజు అంటే తియ్యని చక్కెర. ఈ గ్లూకోజు నిర్మాణక్రమంలో ఉన్న కర్బనాలని పైనుండి కిందకి లెక్కపెట్టుకుంటూ వస్తే ఈ బణువులో ఆరు కర్బనం అణువులు కనిపిస్తున్నాయి కదా. కనుక దీనిని హెక్సోజు (hexose) అని కూడా అంటారు – అంటే, ఆరు కర్బనం అణువులు ఉన్న ఓజు. ఇదొక్కటే కాదు, ఆరు కర్బనం అణువులు ఉన్న చక్కెరలన్నిటిని హెక్సోజులు అని పిలవచ్చు. కావలిస్తే ఈ జాతిని మనం షడోజు అని తెలుగులో పిలవచ్చు. అంతే కాదు. ఈ నిర్మాణక్రమంలో పైన, టోపీలా ఒక అలంతం (అంటే ఆల్డిహైడ్) గుంపు (అంటే HCO) ఉంది కదా. అందుకని ఈ జాతి చక్కెరలని “ఆల్డొజ్” (aldose) అని కూడా అంటారు. గ్లూకోజు ఆల్డోజు జాతికీ చెందుతుంది, హెక్సోజు జాతికీ చెందుతుంది కనుక దీనిని “ఆల్డోహెక్సోజ్” (aldohexose) అని కూడా అంటారు. ఈ ఆల్డోహెక్సోజ్ ని మనం తెలుగులో అలంతషడోజు అనొచ్చు. షడోజు అన్నా, అలంత షడోజు అన్నా అవి జాతుల పేర్లు. ఆ జాతికి చెందిన వాటిల్లో గ్లూకోజు ఒకటి.

పైన చూపిన నిర్మాణక్రమాలని మరో సారి జాగ్రత్తగా చూడండి. ఇందులో 2, 3, 4, 5 స్థానాల్లో ఉన్న కర్బనం అణువులకి హైడ్రాక్సిల్ గుంపులు తగిలించి ఉన్నాయి. గమనించవలసినది ఏమిటంటే 2, 4, 5 స్థానాల్లో ఉన్న హైడ్రాక్సిల్ గుంపులు కుడి పక్కకి, 3 వ స్థానంలో ఉన్న హైడ్రాక్సిల్ గుంపు ఎడం పక్కకి ఉండాలి. అలా ఉన్నప్పుడు దీనిని ఇంగ్లీషులో “డి-గ్లూకోజు” (D-glucose) అంటారు. “డి” అంటే “డెక్‌స్ట్రో” (dextro). లేటిన్ లో డెక్‌స్ట్రో అంటే కుడి. అంటే ఈ గ్లూకోజు “కుడి చేతి వాటం” కలది అన్న మాట. సంస్కృతంలో దక్షిణ అంటే కుడి కనుక డెక్‌స్ట్రోజ్ ని మనం తెలుగులో దక్షిణోజు అనొచ్చు. ఎడమ చేతి వాటం ఉన్న చక్కెరనిని ఇంగ్లీషులో “లెవ్యులోజ్” (levulose) అనిన్నీ తెలుగులో వామోజు అనిన్నీ అంటారు. ఈ రకం చక్కెర గురించి కొద్దిసేపట్లోనే చదువుతారు.

ఇప్పుడు బొమ్మలో కుడి పక్కన ఉన్న గేలక్టోజ్ (galactose) నిర్మాణక్రమం చూడండి. నాలుగవ స్థానంలో ఉన్న అణువులు కుడి నుండి ఎడమకి తారుమారయాయి, అంతే. మిగిలిన చోట్ల రెండు నిర్మాణక్రమాలు సర్వసమానం! ఈ చిన్ని తేడా వలన ఈ పదార్థం పేరు, లక్షణాలు మారిపోయాయి. ఈ రకం లక్షణాన్ని ప్రాదేశిక సమభాగత్వం (stereo isomerism) అంటారు.

తలీకరణ లేదా పోలరైజేషన్ 
ప్రాదేశిక సమభాగులని నీళ్లల్లో కరిగించి, ఆ పానకం గుండా తలీకరించిన కిరణవారాన్ని (polarized beam of light) పంపితే ఆ కిరణవారం ఆ పానకం నుండి బయటకి వచ్చినప్పుడు కుడి పక్కకో, ఎడమ పక్కకో పరిభ్రమించి మరీ వస్తుంది. పరవస్తు చిన్నయసూరి మిత్రలాభంలో చిత్రాంగదుడి కథ చెబుతూ “తరణి కిరణవారము” అనే పదబంధం ప్రయోగించేరు. ఇక్కడ కిరణవారము అంటే కిరణముల సమూహము అని అర్థం. దీనినే ఇంగ్లీషులో “బీం అఫ్ లైట్” (beam of light) అంటారు. తలీకరించిన అంటే “పోలరైజ్ చేసిన” అని అర్థం. ఒక మాటకి, ఆ మాట అర్థానికి ఎక్కడా సంబంధం లేకపోతే దానిని ఇంగ్లీషులో “మిస్‌నోమర్” (misnomer) అంటారు; అంటే, పేరు పెట్టడంలో పొరపాటు జరిగిందని అర్థం. కాంతి లక్షణాలు అర్థం కాని రోజుల్లో కాంతి రేణువులులా ఉంటుందనుకునే వారు. నూటన్ వంటి మహానుభావుడే అనుకున్నాడు. అయస్కాంతాలకి ధ్రువాలు ఉన్నట్లే ఈ కాంతి రేణువులకి కూడా ఉత్తర ధ్రువం, దక్షిణ ధ్రువం ఉంటాయని అనుకునేవారు. ఆంగ్లంలో ధ్రువాలని “పోల్స్” (poles) అంటారు. ఒక కిరణవారంలో ఉన్న కాంతి రేణువుల ఉత్తర ధ్రువాలన్నీ ఒక వైపు, దక్షిణ ధ్రువాలన్నీ మరొక వైపు మొగ్గి, బారులు తీర్చి ఉండేటట్లు చెయ్యగలిగితే ఆ ప్రక్రియని “పోలరైజేషన్” (polarization) అనమన్నారు. దరిమిలా ఈ సిద్ధాంతం తప్పు అని రుజువయింది. పిల్ల చచ్చినా పురిటి వాసన పోలేదన్నట్లు ఈ మాట మాత్రం మనల్ని బంకనక్కిరికాయలా పట్టుకుని వదలడం లేదు. ఇంగ్లీషులో అంటే వాడుకలో ప్రపంచవ్యాప్తంగా స్థిరపడిపోయింది కనుక ఇప్పుడు మార్చడం కష్టం. కాని తెలుగులో ఈ భావానికి మాట లేదు. అందుకని పండితమ్మన్యులైన తెలుగు పండితులు దీనిని “ధ్రువీకరణ” అని అనువదించేరు. ఇంకా నయం, పోల్ అంటే రాట కనుక పోలరైజేషన్ ని “రాటుదేలిన” అని తెలిగించలేదు.

ఇంతకీ పోలరైజేషన్ అంటే నిజంగా జరిగేది ఏమిటి? కాంతి కెరటాల మాదిరి ప్రయాణం చేస్తుంది; కిరణాలులా కాదు, రేణువులులా కాదు. ఈ కెరటాలు మనకి అనుభంలో తగలని కొత్తరకం కెరటాలు. చెరువు మధ్య నీళ్లల్లో రాయి వేసినప్పుడు నీళ్ళల్లో వచ్చే కెరటాలు పైకీ కిందకీ ఆడుతూ ఒడ్డుకి చేరుకుంటాయి. ఇది మన కంటికి కనిపిస్తుంది కనుక మన అనుభవంలో ఉంది. కాని కాంతి కెరటాలు ప్రయాణం చేసేటప్పుడు నీటి కెరటాలలా పైకీ-కిందకీ ఆడటమే కాక, ఎడా-పెడా కూడా ఆడతాయి. ఈ పైకీ-కిందకీ, ఎడా-పెడా అనేవి కెరటం ప్రయాణం చేసే దిశకి లంబ దిశలో ఉంటాయి. ఈ రకం కెరటాలు మన జ్ఞానేంద్రియాల అనుభవ పరిధిలో ఎక్కడా తగలవు. కాంతి ఇలా రెండు దిశలలో ప్రకంపించడం వల్ల చూసేవారి కళ్లు జిగేల్ మంటాయి; ఈ జిగులు (glare) చూడడానికి ఇబ్బంది కలిగిస్తుంది. చలవ కళ్లద్దాలు పెట్టుకున్నప్పుడు ఆ అద్దాలు ఒక తలంలో కంపించే కాంతిని వాటి గుండా పోనిచ్చి, రెండవ తలంలో కంపించే కెరటాలని ఆపు చేస్తాయి. అప్పుడు మనం చూసే కాంతి ఒకే తలంలో కంపించే కాంతి. అందుకనే మనకి కాంతి ప్రభ తగ్గినట్లు అనిపించి, మబ్బు వేసినట్లు కనిపించి, చల్లగా ఉన్నట్లు భ్రమ కలిగిస్తుంది. కనుక పోలరైజేషన్ అంటే “తలీకరణ” లేదా “చలవ చెయ్యబడ్డ” అని అర్థం.

ఇంతకీ చెప్పొచ్చేదేమిటంటే గ్లూకోజు పానకం గుండా తలీకరించిన కిరణవారాన్ని పంపితే అది బయటకి వచ్చినప్పుడు దాని కంపన తలం (plane of vibration) మారుతుంది. ఏదో ఆకతాయిగా కాకుండా ఎల్లప్పుడు కుడి పక్కకే మొగ్గుతుంది. కుడిని “డెక్‌స్ట్రో” అంటారు కనుక గ్లూకోజుని డెక్‌స్ట్రోజ్ అని కూడా పిలుస్తారు.

గ్లూకోజు, గేలక్టోజులకి సమభాగులు (ఐసోమర్స్) అనదగిన అప్పచెల్లెళ్లు మరో 14 ఉన్నాయి. ఈ పదహారింటిలో మూడే మూడు సహజంగా, ప్రకృతిలో కనిపిస్తాయి. ఈ మూడింటిలో రెండింటిని మనం ఇప్పుడు చూస్తున్నాం. మిగిలిన 13 ప్రకృతిలో దొరకకపోయినా ప్రయోగశాలలో తయారు చెయ్యవచ్చు.

పదహారు షడోజులు ఉన్నా, వీటిల్లో మూడు మాత్రమే జీవకోటిలో కనబడినా, జీవకోటి రక్త ప్రవాహాలలో మాత్రం ఒకే ఒక షడోజు కనిపిస్తుంది. దాని పేరు గ్లూకోజు. ఏ పశు పక్ష్యాదుల రక్తంలో చూసినా గ్లూకోజు తప్ప మరే ఇతర షడొజు కనబడదు. ఇది ఒక సృష్టి విచిత్రం.

చక్కెర (Sugar)అనే మాటని సూక్ష్మమైన తేడా ఉన్న రెండు విభిన్న అర్దాలతో వాడతారు. ఒకటి, మనం బజారులో కొనుక్కుని వంటకాలలో వాడుకునే దృష్టితో. ఈ కోణంలో కావలిస్తే చక్కెర అన్న పేజీకి వెళ్ళండి. రెండు, చక్కెర అనే మాటని జీవరసాయన శాస్త్రంలో (biochemistry) మరొక కోణంలో వాడతారు. ఈ పేజీలో ఈ వ్యాసం ఈ దృష్టితో చదవాలి.

ఈ పేజీలో గ్లూకోస్, ఫ్రక్టోస్, సుక్రోస్, మాల్టోస్, లాక్టోస్, మొదలైన కర్బనోదకాలు ( లేదా, కార్బోహైడ్రేట్ లు) లేదా పిండి పదార్ధాలు అన్న దృష్టిలో చర్చ జరుగుతుంది. మామూలు చక్కెరను సుక్రోస్ అంటారు. స్ఫటికాల రూపంలో స్వచ్ఛంగా ఉన్నప్పుడు తెల్లగా ఉంటాయి. ఇవి తొందరగా శరీరానికి శక్తిని చేకూర్చేవి.

వనరులు
 వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు, చక్కెరలు (Sugars), విద్యార్థిచెకుముకి, pp 57–60, October 1993.
 V. Vemuri, "Sweet Talk," Science Reporter, pp 48, March 1994, CSIR, New Delhi.
 వేమూరి వేంకటేశ్వరరావు, నిత్యజీవితంలో రసాయన శాస్త్రం, కినిగె వారి ఇ-పుస్తకం, kinige.com

ఇవి కూడా చూడండి
 వేమూరి నిఘంటువు (ఇంగ్లీషు-తెలుగు)

వర్గం:రసాయన శాస్త్రం